近年来克隆研究的重要成果
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克隆技术的新进展克隆技术,作为生物科技领域中备受关注的话题,一直以来都备受质疑。
尽管克隆技术的发展成果丰硕,然而这项技术的局限性与伦理道德问题一直是被广泛关注的话题。
但是,随着科技的不断进步,克隆技术迎来了一些新的突破和进展,在生物科技领域中渐渐发挥出重要的作用。
本文将从三个方面,分别是动物基因编辑技术、植物克隆技术和人类克隆技术,来看看克隆技术在这些方面中的新进展。
动物基因编辑技术动物基因编辑技术是当前克隆技术领域中最具潜力的方向之一。
最近几年,基因编辑技术被广泛应用于动物克隆研究中。
科学家们利用基因编辑技术,遗传密码子的修改、蛋白质的修饰、基因表达的调节等方面进行了额外的实验研究。
最近牛克隆技术的进展,利用了质粒注入和Crispr-Cas9 这两种技术,实现了牛克隆基因编辑。
它们的设计方程式 C = A + B - D,改变了物种性状和性能,从而实现了育种的目标。
植物克隆技术植物克隆技术被广泛用于农业生产领域中。
植物克隆技术是通过细胞培养技术和组织培养技术,在培养环境中发出足够的细胞、组织团块,以及最终形成植株。
最近几年,植物品种改良成果丰硕,目前,植物克隆技术已经应用于食品安全,植物智能化种植和污染环境修复等方面。
例如,某些设施农场中,植物克隆技术被用来扩大某些植物品种的繁殖率,从而保证了其生产效率和订单状况。
此外,在环境修复领域中,植物克隆技术还用于优化植物的自净作用,以降低污染物质的水平。
人类克隆技术虽然人类克隆技术一直备受争议,但是其对于解决某些医学难题具有重要的意义。
技术的进步使得药物研究更为准确和有效,此外,与生殖相关的难以治愈的疾病也有可能得到有效的治疗。
例如,最近在亚洲的某些项目中,科学家成功地将人类胚胎的基因进行了编辑,使得基因突变相关的疾病治疗的前景更为美好。
同时,基因编辑技术也将有可能成为人类克隆技术研究的重要手段之一,因为基因改造可以很好地解决一些遗传难题。
总结总的来说,尽管克隆技术在实践过程中遇到了不同的困难,但是新的进展代表了这项科技的前景和未来发展的可能性。
基因工程取得的成果
1、克隆羊多莉:1996年7月5日,英国爱丁堡罗斯林研究所(Roslin)的伊恩·维尔穆特领导的一个科研小组,利用克隆技术培育出一只小母羊。
这是世界上第一只用已经分化的成熟的体细胞(乳腺细胞)克隆出的羊。
克隆羊多莉的诞生,引发了世界范围内关于动物克隆技术的热烈争论。
是科学界克隆成就的一大飞跃。
它是当年最引人注目的国际新闻之一。
科学家们普遍认为,多莉的诞生标志着生物技术新时代来临。
2、抗逆转基因植物(生物的抗性基因)转基因改良植物(营养价值、实用价值、观赏价值)
3、动物基嫌腔简因工程成果:提高动物生长速度(外源生长激素基因)改善畜产品的品质转基因动物生产药物(牛、山羊等动物乳腺生物反应器中表达了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α-抗胰蛋白酶)转基因动物作器官芹裤移植的供体(导入调节因子,抑制抗原决定基因表达或除去抗原决定圆喊基因培育没有免疫排斥反应的转基因克隆器官)、基因工程药物(利用转基因工程菌生产细胞因子、抗体、疫苗等)。
克隆技术的研究进展克隆技术是一个备受争议的话题。
自从1996年苏格兰的罗斯林研究所成功克隆出了多利羊,这种技术就引起了人们的广泛关注和讨论。
在经过20多年的努力研究之后,克隆技术已经取得了一些重大进展,并且在许多领域有着极其重要的应用前景。
一、迄今为止的研究成果自从克隆技术问世以来,研究人员一直在试图利用这种技术来克隆更多的物种。
迄今为止,克隆技术已经应用到了多种动物的研究和应用中。
例如在研究方面,科学家们可以通过克隆技术来研究某个物种的发育和繁殖机制,从而更好地了解它们的生物学特征。
在营养方面,克隆技术可以用来繁殖高品种的畜禽,从而提高农业产量和质量,这条路上已有不少成功案例。
此外,克隆技术还可以用来繁殖家庭宠物,帮助某些物种保护、维持或改良。
二、技术创新的影响克隆技术也促进了其他相关领域的研究。
例如干细胞的研究,干细胞可以在体内不断分化和更新,拥有极大的潜力,但是在干细胞的应用过程中一直存在道德和技术问题。
干细胞与克隆技术有着很多共同点,因此研究人员可以通过对干细胞的研究,进一步探讨和改进克隆技术。
除此之外,克隆技术的不断创新,也在一定程度上影响了医学界的研究。
在医学领域中,有许多疾病是由基因突变造成的,利用克隆技术可以通过进行基因矫正,来帮助患者摆脱疾病的困扰。
目前,更少疾病可以通过这种方法的研究和实践得到治愈。
三、未来的前景在未来,克隆技术将会有更好的应用和发展。
此前,科学家需要使用胚胎干细胞来实现克隆过程,而目前研究人员已经掌握了利用成年细胞来完成克隆的方法,大大减少了成本和风险,这种技术相信将会得到更广泛的应用。
另外,目前克隆的多数对象是哺乳动物或鸟类,而对于更多的物种,如鱼和昆虫,克隆技术的研究还比较有限。
这也是未来研究人员需要重点关注的一个领域,因为克隆技术对于这些物种的重要程度和应用意义同样重要。
在此,笔者并不想探讨克隆技术的优缺点以及在生物伦理学等领域上所引发的争议。
克隆技术作为一个备受争议和极具挑战性的科学和技术领域,一定会面临许多困难和瓶颈,但是相信随着我们的不断努力,在未来克隆技术的应用领域会越来越广泛,也会给人们的生活和未来带来更多的可能性和希望。
科学家的实验成果科学界每年都会有大量的实验进行,这些实验是科学家们努力的成果,令人兴奋和震撼。
本文将介绍一些令人瞩目的科学家实验成果。
一、基因编辑技术的突破近年来,基因编辑技术成为了科学界的热门话题。
科学家们通过CRISPR-Cas9系统,成功地对生物体的基因进行编辑,改变了它们的遗传信息。
这一突破性的成果为人类治疗基因缺陷疾病提供了希望,能够有效地修复人类基因,将无数潜在的疾病治愈。
二、量子计算的研究进展量子计算是一项极为复杂的研究领域,许多科学家投身其中,希望突破经典计算机的限制。
近年来的一项重要突破是量子纠缠的实现,科学家通过将两个或多个量子比特纠缠在一起,使它们之间产生千里之外的相互关联,从而在量子计算中实现了隐私保护和信息传输的新模式。
三、人工智能的飞速发展人工智能是当前科技领域的热点话题,在这个领域中,科学家们不断努力探索,取得了一系列重要的实验成果。
例如,通过深度学习技术,科学家们成功地开发出了自动驾驶汽车、智能助理、机器翻译等一系列人工智能应用。
这些成果的实现,使得科学家们对人工智能的未来发展充满了信心。
四、宇宙射线的发现及研究宇宙射线是来自宇宙空间的高能粒子,它们具有巨大的能量和速度。
科学家通过建立宇宙射线探测器,成功地观测到了宇宙射线的存在,并且借此相关研究获得了许多重要的发现。
这些实验成果让人类对于宇宙中的未知有了更深入的了解,也为我们理解宇宙的演化历程提供了重要参考。
五、克隆技术的突破克隆技术的突破使得科学家们能够在实验室中复制出与原个体完全相同的生物体。
例如,多利羊的克隆成功引发了广泛的关注和探讨。
通过克隆技术,科学家们能够研究生物体的发育、疾病以及其他重要的生物学问题,为生物医学研究和药物开发带来了巨大的潜力。
六、量子物质的研究量子物质是一种特殊的物质状态,表现出令人难以置信的量子现象和特性。
科学家们通过实验发现了诸如超导、量子霍尔效应等重要的量子现象,并且不断地突破了量子物质的研究难题。
克隆技术在生物学中的应用研究报告摘要:克隆技术是一种重要的生物学研究工具,它在生物学领域的应用广泛且深入。
本研究报告旨在探讨克隆技术在生物学中的应用,包括动物克隆、植物克隆以及基因克隆等方面。
通过对克隆技术的原理和方法的介绍,以及相关应用案例的分析,我们可以深入了解克隆技术在生物学研究中的重要性和潜力。
1. 引言克隆技术是指通过人工手段将一个个体的基因组复制并产生出与原个体基因相同或相似的后代个体的技术。
自从克隆技术问世以来,它在生物学研究中发挥着重要作用。
本报告将从动物克隆、植物克隆以及基因克隆三个方面探讨克隆技术的应用。
2. 动物克隆动物克隆是克隆技术的重要应用之一。
通过体细胞核移植技术,科学家可以将一个个体的体细胞核注入到受体卵细胞中,再将受体卵细胞植入母体,从而产生与原个体基因相同的后代个体。
动物克隆技术在农业、医学和生物学研究中都有广泛的应用。
例如,通过动物克隆技术,科学家可以复制优良的农业品种,提高农作物和家畜的产量和质量;在医学领域,克隆技术可以用于治疗某些疾病,并为器官移植提供可能。
此外,动物克隆技术还可以用于研究基因功能、疾病模型的构建等方面。
3. 植物克隆植物克隆是通过植物组织培养技术实现的。
植物组织培养技术是将植物的组织或细胞培养在适宜的培养基上,通过细胞分裂和分化产生新的植株。
植物克隆技术在农业和园艺领域有着广泛的应用。
例如,通过植物克隆技术,农民可以复制优良的作物品种,提高农作物的产量和抗病能力;在园艺领域,植物克隆技术可以用于繁殖和保护珍稀植物。
4. 基因克隆基因克隆是指将特定基因从一个个体中复制并插入到另一个个体中的技术。
基因克隆技术在生物学研究中具有重要的应用价值。
通过基因克隆技术,科学家可以研究基因的功能、调控机制以及与疾病相关的基因等。
此外,基因克隆技术还可以用于基因工程和生物药物的研发。
通过将特定基因插入到细菌或其他生物中,科学家可以利用这些生物来大量生产重要的蛋白质药物,如胰岛素和生长因子等。
生命科学与克隆技术克隆生命的伦理挑战引言:生命科学与技术的发展为人类带来了无尽的可能性,其中克隆技术作为一项引人瞩目的科学成果,既带来了巨大的科学进展,也引发了众多的伦理挑战。
本文将就生命科学与克隆技术的发展、克隆生命的伦理挑战以及相关的道德问题进行探讨。
一、生命科学与克隆技术的发展随着科技的进步,生命科学与克隆技术在近几十年间取得了一系列重大的突破。
从早期的植物和动物克隆成功,到人体克隆的尝试,这项技术在实验室中展现出了其巨大的潜力。
1. 动物克隆的突破1996年,多莉(Dolly)这只克隆羊的诞生引发了轰动全球的科学争议。
通过核移植技术,研究人员成功地将多莉的成年细胞核移植到了一个无性生殖细胞中,创造出了一个完全一样基因组的个体。
这一突破标志着克隆技术进入了实际应用的阶段。
2. 人类克隆的尝试然而,与动物克隆相比,人类克隆则面临着更多的伦理和道德考量。
尽管国际社会普遍对人类克隆表达了担忧和反对,但仍出现了一些尝试。
例如,2004年,韩国科学家黄禹锡(Hwang Woo-suk)声称在实验室中成功地克隆了人类胚胎,并且进一步发展了胚胎干细胞的技术。
然而,后来揭示出该研究存在伦理问题和科学不端行为,引发了一系列的争议,对克隆技术的前景产生了一定的负面影响。
二、克隆生命的伦理挑战克隆生命固然带来了许多科学进展,但同时也引发了伦理挑战和道德议题。
以下是一些克隆生命所面临的主要伦理问题:1. 尊重生命尊严克隆技术是否侵犯了生命的尊严?对于克隆出的个体来说,他们的身份是否会受到质疑?这些问题引发了对于个体尊严、独特性以及自由意志的思考。
是否存在将个体降低为工具和复制品的风险?2. 遗传基因的多样性克隆技术有可能导致基因的单一化。
如果单一基因被广泛应用于克隆中,那么种群的基因多样性将被严重削弱。
这对于物种的生存和进化可能带来潜在的风险。
3. 健康风险与复制品是否可以保证克隆个体的健康和生命质量与自然产生的个体相当?另外,如果个体仅仅是被用作复制另一个已逝去个体的结果,那么克隆技术是否涉及对已逝去个体的尊重和伦理问题?4. 道德权衡与优先权在资源相对匮乏的环境中,个体克隆的优先权是否应该得到保障?对于医疗资源的分配和社会公平性,是否应该优先考虑自然的繁衍方式?三、相关的道德问题与克隆生命的伦理挑战相关的道德问题也是人们关心的焦点之一。
一、实验背景克隆技术作为现代生物科技的重要组成部分,自20世纪90年代以来在全球范围内得到了广泛关注。
我国在克隆技术的研究和应用方面也取得了一系列重要成果。
本实验报告旨在总结我国克隆实验的研究进展,分析存在的问题,并提出未来研究方向。
二、实验目的1. 了解我国克隆技术的研究现状和发展趋势;2. 分析我国克隆实验取得的重要成果;3. 探讨我国克隆技术面临的问题和挑战;4. 提出我国克隆技术未来发展方向。
三、实验内容1. 克隆技术概述克隆技术是指通过无性繁殖,使后代与亲本基因完全相同的生物技术。
目前,克隆技术主要包括以下几种类型:(1)细胞核移植克隆:通过将一个成熟细胞的细胞核移植到一个去核卵细胞中,使其发育成一个新的个体。
(2)体细胞克隆:通过将一个成熟细胞的细胞核移植到一个去核卵细胞中,使其发育成一个新的个体。
(3)基因编辑克隆:通过基因编辑技术改变一个生物体的基因,使其表现出特定的性状。
2. 我国克隆实验研究进展(1)细胞核移植克隆我国在细胞核移植克隆领域取得了显著成果。
2007年,我国科学家成功克隆了一只名叫“强强”的小鼠。
2017年,我国科学家再次成功克隆了一只名叫“龙龙”的小鼠,这是世界上首例体细胞克隆猴。
(2)体细胞克隆我国在体细胞克隆领域的研究也取得了一定成果。
2017年,我国科学家成功克隆了一只名叫“小猪”的猪,这是世界上首例体细胞克隆猪。
(3)基因编辑克隆我国在基因编辑克隆领域的研究也取得了一系列成果。
2015年,我国科学家成功将CRISPR/Cas9基因编辑技术应用于克隆实验,实现了对小鼠胚胎基因的精确编辑。
3. 我国克隆实验存在的问题(1)伦理争议:克隆技术涉及到人类伦理道德问题,如克隆人、克隆动物的伦理问题等。
(2)技术难题:克隆技术存在一定技术难题,如胚胎发育过程中的基因编辑、性别调控等。
(3)资源投入不足:我国在克隆技术的研究和开发过程中,面临着资源投入不足的问题。
四、未来发展方向1. 加强伦理研究:深入研究克隆技术的伦理问题,确保克隆技术在伦理道德框架内发展。
马克隆实验报告马克隆实验报告马克隆实验报告是关于克隆技术的一项重要研究成果,该实验引起了广泛的关注和讨论。
克隆技术是一种通过复制动物或植物的遗传物质来创造相同基因组的个体的方法。
马克隆实验的成功标志着科学界在生物技术领域的重大突破,同时也引发了一系列的伦理和道德问题。
首先,我们需要了解马克隆实验的背景和目的。
马克隆实验的目的是为了验证克隆技术的可行性以及对生物体的影响。
在实验中,研究人员选择了一只健康的动物作为原始个体,通过提取和复制其遗传物质,成功地创造了与原始个体基因相同的克隆个体。
这一成果为克隆技术的应用提供了重要的实证基础。
然而,马克隆实验也引发了一系列的伦理和道德问题。
首先,克隆技术是否符合自然法则和道德准则是一个争议的焦点。
一些人认为,通过克隆技术创造个体是对自然规律的干涉,可能导致生态系统的不稳定和遗传多样性的丧失。
另一方面,也有人认为,克隆技术可以为人类社会带来巨大的科学和医学进步,例如治疗某些疾病、保护濒危物种等。
其次,马克隆实验对科学界和社会产生了深远的影响。
科学界对于克隆技术的认识和应用有了更深入的了解,也为未来的研究提供了重要的参考。
同时,马克隆实验也引发了公众对于克隆技术的关注和担忧。
人们担心克隆技术可能被滥用,例如用于人类克隆、创造人工生命等。
因此,对于克隆技术的监管和规范成为了一个紧迫的问题。
此外,马克隆实验还涉及到知识产权和商业利益的问题。
克隆技术的研究和应用涉及到大量的投资和专利申请。
这引发了对于知识产权保护和技术转让的讨论。
一方面,科学家和研究机构希望通过专利保护来保证自己的研究成果和商业利益。
另一方面,一些人认为,科学研究应该是开放和共享的,不应该被商业化和私有化。
总结起来,马克隆实验的成功标志着克隆技术的重大突破,同时也引发了一系列的伦理、道德和社会问题。
克隆技术的发展和应用有着巨大的潜力和前景,但也需要在科学、伦理和法律等多个领域进行深入的讨论和规范。
只有在充分考虑各种因素的基础上,才能实现克隆技术的科学发展和社会利益的平衡。
去年分子生物学的十大研究成果
以下是去年分子生物学的十大研究成果:
1. CRISPR-Cas9基因编辑技术的重大突破:去年,在CRISPR-Cas9基因编辑技术的应用方面取得了重大进展,包括研究人员成功地利用CRISPR-Cas9对人类胚胎基因进行编辑。
2. 人类精子与卵子的胚胎发育研究:研究人员通过分析人类精子和卵子的基因组,对胚胎发育的过程和机制有了更深入的理解。
3. 功能性基因组学研究:研究人员通过调查细胞内基因的功能,对人类疾病的发生机理有了更深入的认识。
4. 肿瘤免疫疗法的突破:研究人员在肿瘤免疫疗法的研究中取得了重要突破,包括利用基因编辑技术增强免疫细胞的抗肿瘤活性。
5. 新型基因表达调控机制的发现:研究人员发现了一种新型的基因表达调控机制,该机制可以解释一些复杂疾病的发生与发展。
6. RNA修饰的研究:研究人员对RNA修饰的种类和功能进行了详细的研究,揭示了RNA修饰与生物过程的关联。
7. 人工合成细胞的实现:研究人员成功地利用合成生物学的方法,构建了人工合成细胞,为理解生命起源和合成生物学的应用提供了新的途径。
8. 克隆研究的进展:研究人员在去年取得了克隆研究方面的重要进展,包括成功地克隆了猕猴,并通过克隆技术修复了一些遗传缺陷。
9. 大规模基因组学研究:研究人员利用大规模基因组学数据分析,对人类基因组的功能进行了深入研究,为疾病的预防和治疗提供了新的思路。
10. 古代DNA研究的突破:研究人员通过对古代DNA的提取和分析,对人类进化和迁移历史有了更深入的认识,揭示了一些人类起源和演化的谜团。
近年来克隆研究的重要成果克隆羊“多利”的诞生在全世界掀起了克隆研究热潮,随后,有关克隆动物的报道接连不断。
1997年3月,即“多利”诞生后近1个月的时间里,美国、中国台湾和澳大利亚科学家分别发表了他们成功克隆猴子、猪和牛的消息。
不过,他们都是采用胚胎细胞进行克隆,其意义不能与“多利”相比。
同年7月,罗斯林研究所和PPL公司宣布用基因改造过的胎儿成纤维细胞克隆出世界上第一头带有人类基因的转基因绵羊“波莉”(Polly)。
这一成果显示了克隆技术在培育转基因动物方面的巨大应用价值。
1998年7月,美国夏威夷大学Wakayama等报道,由小鼠卵丘细胞克隆了27只成活小鼠,其中7只是由克隆小鼠再次克隆的后代,这是继“多利”以后的第二批哺乳动物体细胞核移植后代。
此外,Wakayama等人采用了与“多利”不同的、新的、相对简单的且成功率较高的克隆技术,这一技术以该大学所在地而命名为“檀香山技术”。
此后,美国、法国、荷兰和韩国等国科学家也相继报道了体细胞克隆牛成功的消息;日本科学家的研究热情尤为惊人,1998年7月至1999年4月,东京农业大学、近畿大学、家畜改良事业团、地方(石川县、大分县和鹿儿岛县等)家畜试验场以及民间企业(如日本最大的奶商品公司雪印乳业等)纷纷报道了,他们采用牛耳部、臀部肌肉、卵丘细胞以及初乳中提取的乳腺细胞克隆牛的成果。
至1999年底,全世界已有6种类型细胞——胎儿成纤维细胞、乳腺细胞、卵丘细胞、输卵管/子宫上皮细胞、肌肉细胞和耳部皮肤细胞的体细胞克隆后代成功诞生。
2000年6月,中国西北农林科技大学利用成年山羊体细胞克隆出两只“克隆羊”,但其中一只因呼吸系统发育不良而早夭。
据介绍,所采用的克隆技术为该研究组自己研究所得,与克隆“多利”的技术完全不同,这表明我国科学家也掌握了体细胞克隆的尖端技术。
在不同种间进行细胞核移植实验也取得了一些可喜成果,1998年1月,美国威斯康星一麦迪逊大学的科学家们以牛的卵子为受体,成功克隆出猪、牛、羊、鼠和猕猴五种哺乳动物的胚胎,这一研究结果表明,某个物种的未受精卵可以同取自多种动物的成熟细胞核相结合。
虽然这些胚胎都流产了,但它对异种克隆的可能性作了有益的尝试。
1999年,美国科学家用牛卵子克隆出珍稀动物盘羊的胚胎;我国科学家也用兔卵子克隆了大熊猫的早期胚胎,这些成果说明克隆技术有可能成为保护和拯救濒危动物的一条新途径。
奇妙的克隆克隆技术已展示出广阔的应用前景,概括起来大致有以下四个方面:(1)培育优良畜种和生产实验动物;(2)生产转基因动物;(3)生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法;(4)复制濒危的动物物种,保存和传播动物物种资源。
以下就生产转基因动物和胚胎干细胞作简要说明。
转基因动物研究是动物生物工程领域中最诱人和最有发展前景的课题之一,转基因动物可作为医用器官移植的供体、作为生物反应器,以及用于家畜遗传改良、创建疾病实验模型等。
但目前转基因动物的实际应用并不多,除单一基因修饰的转基因小鼠医学模型较早得到应用外,转基因动物乳腺生物反应器生产药物蛋白的研究时间较长,已进行了10多年,但目前在全世界范围内仅有2例药品进入3期临床试验,5~6个药品进入2期临床试验;而其农艺性状发生改良、可资畜牧生产应用的转基因家畜品系至今没有诞生。
转基因动物制作效率低、定点整合困难所导致的成本过高和调控失灵,以及转基因动物有性繁殖后代遗传性状出现分离、难以保持始祖的优良胜状,是制约当今转基因动物实用化进程的主要原因。
体细胞克隆的成功为转基因动物生产掀起一场新的革命,动物体细胞克隆技术为迅速放大转基因动物所产生的种质创新效果提供了技术可能。
采用简便的体细胞转染技术实施目标基因的转移,可以避免家畜生殖细胞来源困难和低效率。
同时,采用转基因体细胞系,可以在实验室条件下进行转基因整合预检和性别预选。
在核移植前,先把目的外源基因和标记基因(如LagZ基因和新霉素抗生基因)的融合基因导入培养的体细胞中,再通过标记基因的表现来筛选转基因阳性细胞及其克隆,然后把此阳性细胞的核移植到去核卵母细胞中,最后生产出的动物在理论上应是100%的阳性转基因动物。
采用此法,Schnieke等(Bio Report,1997)已成功获得6只转基因绵羊,其中3只带有人凝血因子IX基因和标记基因(新霉素抗性基因),3只带有标记基因,目的外源基因整合率高达50%。
Cibelli(Science,1997)同样利用核移植法获得3头转基因牛,证实了该法的有效性。
由此可以看出,当今动物克隆技术最重要的应用方向之一,就是高附加值转基因克隆动物的研究开发。
胚胎干细胞(ES)是具有形成所有成年细胞类型潜力的全能干细胞。
科学家们一直试图诱导各种干细胞定向分化为特定的组织类型,来替代那些受损的体内组织,比如把产生胰岛素的细胞植入糖尿病患者体内。
科学家们已经能够使猪ES细胞转变为跳动的心肌细胞,使人ES细胞生成神经细胞和间充质细胞和使小鼠ES细胞分化为内胚层细胞。
这些结果为细胞和组织替代疗法开辟了道路。
目前,科学家已成功分离到人ES细胞(Thomson等1998,Science),而体细胞克隆技术为生产患者自身的ES细胞提供了可能。
把患者体细胞移植到去核卵母细胞中形成重组胚,把重组胚体外培养到囊胚,然后从囊胚内分离出ES细胞,获得的ES细胞使之定向分化为所需的特定细胞类型(如神经细胞,肌肉细胞和血细胞),用于替代疗法。
这种核移植法的最终目的是用于干细胞治疗,而非得到克隆个体,科学家们称之为“治疗克隆”。
克隆技术在基础研究中的应用也是很有意义的,它为研究配子和胚胎发生,细胞和组织分化,基因表达调控,核质互作等机理提供了工具。
作为一个新兴的研究队在实践中,克隆动物的成功率还很低,维尔穆特研究组在培育“多利“的实验中,融合了277枚移植核的卵细胞,仅获得了“多利”这一只成活羔羊,成功率只有0.36%,同时进行的胎儿成纤维细胞和胚胎细胞的克隆实验的成功率也分别只有1.7%和1.1%,即使是使用“檀香山”技术,以分化程度较低的卵丘细胞为核供体,其成功率也只有百分之几。
此外,生出的部分个体表现出生理或免疫缺限。
以克隆牛为例,日本、法国等国培育的许多克隆牛在降生后两个月内死去;到2000年2月,日本全国已共有121头体细胞克隆牛诞生,但存活的只有64头。
观察结果表明,部分犊牛胎盘功能不完善,其血液中含氧量及生长因子的浓度都低于正常水平;有些牛犊的胸腺、脾和淋巴腺未得到正常发育;克隆动物胎儿普遍存在比一般动物发育快的倾向,这些都可能是死亡的原因。
即使是正常发育的“多利”,也被发现有早衰迹象。
染色体的末端被称为端粒,它决定着细胞能够分裂的次数:每一次分裂端粒都会缩短,而当端粒耗尽后细胞就失去了分裂能力。
1998年,科学家发现“多利”的细胞端粒比正常的要短,即其细胞处于更衰老的状态。
当时认为,这可能是用成年绵羊的细胞克隆“多利”造成的,使其细胞具有成年细胞的印记,但这一解释目前受到了挑战,美国马萨诸塞州的医生罗伯特·兰扎等用培养的衰老细胞克隆牛,得到6头小牛,出生5~10个月后发现这些克隆牛的端粒比普通同龄小牛要长,有的甚至比普通新生小牛的端粒还长。
现在还不清楚这一现象的原因,也不清楚为何与“多莉“的情况有巨大差别。
但这一实验说明,在一些情况下克隆过程能改变成熟细胞的分子钟,使其“恢复青春”,关于这种变化对克隆动物寿命的影响,还有待于进一步观察。
除了以上的理论和技术障碍外,克隆技术(尤其是在人胚胎方面的应用)对伦理道德的冲击和公众对此的强烈反应也限制了克隆技术的应用。
但几年来克隆技术的发展表明,世界各科技大国都不甘落后,谁也没有放弃克隆技术研究。
这一点上英国政府的态度非常具有代表性,在1997年2月底宣布中止对“多莉”研究小组投资后不到1个月,英国科技委员会就对克隆技术发表专题报告,表明英国政府将重新考虑这一决定,认为盲目禁止这方面的研究并不是明智之举,关键在于建立一定的规范利用它为人类造福。
一个细菌经过20分钟左右就可一分为二;一根葡萄枝切成十段就可能变成十株葡萄;仙人掌切成几块,每块落地就生根;一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐茎,一年内就能长出数百株草莓苗……凡此种种,都是生物靠自身的一分为二或自身的一小部分的扩大来繁衍后代,这就是无性繁殖,无性繁殖的英文名称叫“Clone”,译音为“克隆”。
自然界的许多动物,在正常情况下都是依靠父方产生的雄性细胞(精子)与母方产生的雌性细胞(卵子)融合(受精)成受精卵(合子),再由受精卵经过一系列细胞分裂长成胚胎,最终形成新的个体,这种依靠父母双方提供性细胞、并经两性细胞融合产生后代的繁殖方法就叫有性繁殖,但是,如果我们用外科手术将一个胚胎分割成两块,四块、八块……最后通过特殊的方法使一个胚胎长成两个、四个,八个……生物体,这些生物体就是克隆个体,而这两个、四个、八个……个体就叫做无性繁殖系(也叫克隆)。
1979年春,中国科学院武汉水生生物研究所的科学家用鲫鱼囊胚期的细胞进行人工培养,经过385天59代连续传代培养后,用直径10微米左右的玻璃管在显微镜下从培养细胞中吸出细胞核,在此同时,除去鲫鱼卵细胞的核,让卵细胞留出空间作好接纳囊胚细胞核的准备,一切准备就绪后,把玻璃管吸出的核移放到空出位置的鲫鱼卵细胞内,得到了囊胚细胞核的卵细胞在人工培养下大部分夭亡了,在189个这种换核卵细胞中,只有两个孵化出了鱼苗,而最终只有一条幼鱼度过难关,经过80多天培养后长成8厘米长的鲫鱼。
这种鲫鱼并没有经过雌、雄细胞的结合,仅仅是给卵细胞换了个囊胚细胞的核,实际上是由换核卵产生的,因此也是克隆鱼。
在克隆鲫鱼出现之前,英国牛津大学的科学家已经在1960年和1962年,先后用非洲一种有爪的蟾蜍(非洲爪蟾)进行过克隆试验。
试验方式是先用紫外线照射爪蟾卵细胞,破坏其中的核,然后依靠高超的外科手术从爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞、肝细胞、肾细胞中取出核,并把这些细胞的核精确地放进已被紫外线破坏了细胞核的卵细胞内,经过精心照料,这些换核卵中终于有一部分长出了活蹦乱跳的爪蟾,这种爪蟾也不是经过精细胞和卵细胞州结合产生的,所以也是克隆爪蟾。
我国著名生物学家童第周先生在1978年成功地进行了黑斑蛙的克隆试验,他将黑斑蛙的红细胞的核移人事先除去了核的黑斑蛙卵中,这种换核卵最后长成能在水中自由游泳的蝌蚪。
鱼类换核技术的成熟和两栖类换核的成功,使一批从事良种培育工作的科学家激动不已,既然鲫鱼的囊胚细胞核取代鲫鱼卵细胞核后能得到克隆鱼,那么异种鱼换核能否得到新的杂种鱼呢?我国科学家首先提出了这个问题,也首先解决了这个问题,就是培养克隆鲫鱼成功的那个研究所,设法把鲤鱼胚胎细胞的核取代了鲫鱼卵细胞的核。